湘潭大学2012大学物理下试卷1

《大学物理Ⅱ(2)》1一、选择题1.通有电流I的无限长直导线有如图三种形状，则P，Q，O各点磁感强度的大小BP，BQ，BO间的关系为：(A)BPBQBO.(B)BQBPBO．(C)BQBOBP．(D)BOBQBP．［］2.关于稳恒电流磁场的磁场强度H，下列几种说法中哪个是正确的？(A)H仅与传导电流有关．(B)若闭合曲线内没有包围传导电流，则曲线上各点的H必为零．(C)若闭合曲线上各点H均为零，则该曲线所包围传导电流的代数和为零．(D)以闭合曲线Ｌ为边缘的任意曲面的H通量均相等．［］3.在铁环上绕有N＝200匝的一层线圈，若电流强度I＝2.5A，铁环横截面的磁通量为＝5×10-4Wb，且铁环横截面的半径远小于铁环的平均半径，则铁环中的磁场能量为(A)0.300J．(B)0.250J．(C)0.157J．(D)0.125J．［］4.已知一螺绕环的自感系数为L．若将该螺绕环锯成两个半环式的螺线管，则两个半环螺线管的自感系数(A)都等于L21．(B)有一个大于L21，另一个小于L21．(C)都大于L21．(D)都小于L21．［］5.真空中一长直螺线管通有电流I1时，储存的磁能为W1，若螺线管中充以相对磁导率μr=4的磁介质，且电流增加为I2=2I1，螺线管中储存的能量为W2，则W1：W2为：(A)1:16.(B)1:8.(C)1:4.(D)1:2.6.对位移电流，有下述四种说法，请指出哪一种说法正确．(A)位移电流是指变化电场．(B)位移电流是由线性变化磁场产生的．(C)位移电流的热效应服从焦耳─楞次定律．(D)位移电流的磁效应不服从安培环路定理．［］7.在双缝干涉实验中，若单色光源S到两缝S1、S2距离相等，则观察屏上中央明条纹位于图中O处．现将光源S向下移动到示意图中的S位置，则(A)中央明条纹也向下移动，且条纹间距不变．(B)中央明条纹向上移动，且条纹间距不变．(C)中央明条纹向下移动，且条纹间距增大．aIIIaaaa2aIPQOIaOS1S2SS(D)中央明条纹向上移动，且条纹间距增大．［］8.如果两个偏振片堆叠在一起，且偏振化方向之间夹角为60°，光强为I0的自然光垂直入射在偏振片上，则出射光强为(A)I0/8．(B)I0/4．(C)3I0/8．(D)3I0/4．［］9.设粒子运动的波函数图线分别如图(A)、(B)、(C)、(D)所示，那么其中确定粒子动量的精确度最高的波函数是哪个图？［］10.n型半导体中杂质原子所形成的局部能级(也称施主能级)，在能带结构中应处于(A)满带中．(B)导带中．(C)禁带中，但接近满带顶．(D)禁带中，但接近导带底．［］二、填空题11.如图所示，在宽度为d的导体薄片上有电流I沿此导体长度方向流过，电流在导体宽度方向均匀分布．导体外在导体中线附近处P点的磁感强度B的大小为________________________．12.一质量为m，电荷为q的粒子，以0v速度垂直进入均匀的稳恒磁场B中，电荷将作半径为____________________的圆周运动．13.两根很长的平行直导线与电源组成回路，如图．已知导线上的电流为I，两导线单位长度的自感系数为L，则沿导线单位长度的空间内的总磁能Wm=____________________．14.平行单色光垂直入射于单缝上，观察夫琅禾费衍射．若屏上P点处为第二级暗纹，则单缝处波面相应地可划分为___________个半波带．若将单缝宽度缩小一半，P点处将是______________级__________________纹．15.当波长为3000Å的光照射在某金属表面时，光电子的能量范围从0到4.0×10-19J．在作上述光电效应实验时遏止电压为|Ua|=____________V；此金属的红限频率0=__________________Hz．(普朗克常量h=6.63×10-34J·s；基本电荷e=1.60×10-19C)16.玻尔氢原子理论中，电子轨道角动量最小值为____________；而量子力学理论中，电子轨道角动量最小值为____________．实验证明____________理论的结果是正确的．17.原子序数Z=6的碳原子，它在基态的电子组态为__________________；原子序数Z=14的硅原子，它在基态的电子组态为______________________．x(A)x(B)x(C)x(D)PIIdd俯视图II三、计算题18.半径为R的半圆线圈ACD通有电流I2，置于电流为I1的无限长直线电流的磁场中，直线电流I1恰过半圆的直径，两导线相互绝缘．求半圆线圈受到长直线电流I1的磁力．19.如图所示，两条平行长直导线和一个矩形导线框共面．且导线框的一个边与长直导线平行，他到两长直导线的距离分别为r1、r2．已知两导线中电流都为tIIsin0，其中I0和为常数，t为时间．导线框长为a宽为b，求导线框中的感应电动势．20.波长=650nm的红光垂直照射到劈形液膜上，膜的折射率n=1.33，液面两侧是同一种媒质．观察反射光的干涉条纹．(1)离开劈形膜棱边的第一条明条纹中心所对应的膜厚度是多少？(2)若相邻的明条纹间距l=6mm，上述第一条明纹中心到劈形膜棱边的距离x是多少？21.在双缝干涉实验中，波长＝550nm的单色平行光垂直入射到缝间距a＝2×10-4m的双缝上，屏到双缝的距离D＝2m．求：(1)中央明纹两侧的两条第10级明纹中心的间距；(2)用一厚度为e＝6.6×10-5m、折射率为n＝1.58的玻璃片覆盖一缝后，零级明纹将移到原来的第几级明纹处？(1nm=10-9m)22.处于基态的氢原子被外来单色光激发后发出的光仅有三条谱线，问此外来光的频率为多少？(里德伯常量R=1.097×107m-1)23.(5分)能量为15eV的光子，被处于基态的氢原子吸收，使氢原子电离发射一个光电子，求此光电子的德布罗意波长．(电子的质量me=9.11×10-31kg，普朗克常量h=6.63×10-34J·s，1eV=1.60×10-19J)I2I1ADCIIOxr1r2ab《大学物理Ⅱ(2)》1参考答案一、选择题1.D；2.C；3.D；4.D；5.A；6.A；7.B；8.A；9.A；10.D；二、填空题11.I/(2d)12.)/(0Bqmv13.221LI14.4；第一;暗15.2.5;4.0×101416.h/(2)；0；量子力学17.1s22s22p2;1s22s22p63s23p2三、计算题18.解：长直导线在周围空间产生的磁场分布为)2/(10rIB取xOy坐标系如图，则在半圆线圈所在处各点产生的磁感强度大小为：sin210RIB，方向垂直纸面向里，式中为场点至圆心的联线与y轴的夹角．半圆线圈上dl段线电流所受的力为：lBIBlIFddd22dsin2210RRIIsinddFFy．根据对称性知：Fy=0dyFcosddFFx，0xxdFF2210II2210II∴半圆线圈受I1的磁力的大小为：2210IIF，方向：垂直I1向右．19.解：两个载同向电流的长直导线在如图坐标x处所产生的磁场为)11(2210rrxxB选顺时针方向为线框回路正方向，则)dd(21111210brrbrrrrxxxxIaBdS)ln(222110rbrrbrIaI1I2xRydFdFxdFyO∴tIrrbrbratdd]))((ln[2dd21210ΦtrrbrbraIcos]))((ln[221210020.解：(1)2nek＋/2=k(明纹中心)现k=1，ek=e1膜厚度e1=/4n=1.22×10-4mm(2)x=/2=3mm21.解：(1)x＝20D/a＝0.11m(2)覆盖云玻璃后，零级明纹应满足(n－1)e＋r1＝r2设不盖玻璃片时，此点为第k级明纹，则应有r2－r1＝k所以(n－1)e=kk＝(n－1)e/＝6.96≈7零级明纹移到原第7级明纹处22.解：由于发出的光线仅有三条谱线，按：)11(~22nkcRcn=3，k=2得一条谱线．n=3，k=1得一条谱线．n=2，k=1得一条谱线．可见氢原子吸收外来光子后，处于n=3的激发态．以上三条光谱线中，频率最大的一条是：)3111(22cR=2.92×1015Hz这也就是外来光的频率．23.解：由于发出的光线仅有三条谱线，按：)11(~22nkcRcn=3，k=2得一条谱线．n=3，k=1得一条谱线．n=2，k=1得一条谱线．可见氢原子吸收外来光子后，处于n=3的激发态．以上三条光谱线中，频率最大的一条是：)3111(22cR=2.92×1015Hz这也就是外来光的频率．